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無人農場如何才能真正達到智慧的“無人境界”?

文章來源:聚英云農 發布時間: 2022-07-12 09:39:07
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無人農場、智慧農場是近年來農業領域的熱門話題。原因很簡單,因為農業勞動力在世界范圍內都呈下降趨勢。據聯合國開發計劃署統計,美國從1930年左右,日本、意大利、法國從1960年開始,農業從業人口占比迅速下降,如今,發達國家農業從業人口占比基本都在3%-5%,最少的國家以色列僅有約0.9%。

目前我國的農業從業人口占比大約是28%,且還在持續下降當中。預計未來30年內會下降到5%左右,且平均年齡是55歲,“60后”和“70后”是主力軍,剩下則是“50后”和“85后”。這就意味著在25年后,中國農業主力軍將全部退出農業。另一方面,中國勞動力成本也在不斷增加,部分地區農忙時分,每天200元也雇不到人。

那么將來誰來從事農業勞動?唯一的答案就是機器,機器替代人是一個必然的方向。這也使得產業界和學術界對無人農場、智慧農場的討論有了現實意義。

機器換人的前提是機器需要具備三種能力:第一是感知,包括感知光、溫、水、肥、熱等生產環境,感知作業對象和裝備狀態等;第二是通信,也就是網絡化;第三是具備智慧“大腦”,某種意義上這個大腦的智能程度不亞于人類。

要想達到這三種能力,需要具備三種技術來武裝:一是物聯網,讓裝備有感知能力和通信能力;二是大數據,有了物聯網之后,大數據自然就會形成,然后對數據進行精準挖掘與分析,促使農業生產走向精準,從而解決農業生產效率、生產質量和農業可持續發展的問題;三是人工智能,也就是機器智能化。

所以,未來30年中國農業應該會發生巨大變革,在中華大地延續了五千年的農業將會實現華麗轉身,完成從傳統農業向現代農業的跨越,同時無人化也逐漸成為現代農業發展的一種潮流。

那么,什么是無人農場?事實上,無人農場不等同沒有人,實際上保留了人,但同時依靠機器進行作業,從而促使作物產量提升、資源利用率提高,水、肥、藥施用量減少,保證農產品質量安全,實現農業綠色可持續發展。

筆者認為,這樣的“智慧農場”,將來一定會按照三個階段來發展:第一階段,傳統勞動力或人不進入農場,但是需要人力進行遠程控制的無人農場;第二階段,演變為無人值守的農場,只保留一臺無人機,雖然在農場內看不見人,但是實際上后面有4個人在遠程操作這臺無人機完成作業。還可以爭取單人操作,盡量減少操控人員的數量;第三階段,當人工智能發展到高級階段,所有的作業便可由高級的無人系統自主決策指揮機器完成,也就是說,機器本身知道何時下地干活,何時回車庫,所有的作業均由機器完成,這就是無人農場的最高級階段。

值得關注的是,無人農場主要涉及以下四大關鍵技術:物聯網、大數據、人工智能和機器人。物聯網主要解決的是農業作業環境的感知、通信問題。所以,物聯網的核心就是“云網端”:云是大腦,網就是各種通信,如5G、無線網絡、衛星通信、北斗系列的各種通信方式。機器視覺相當于機器人的眼睛,它對作物長勢、動物行為會進行一個判斷,即通過視覺和人工智能、機器學習的結合,讓機器對動物和植物進行一次精準的判斷,然后對其營養或飼料投喂進行精準配給。這便是種植或養殖的核心技術。其次就是人工智能,雖然現在仍然只能叫“初級人工智能”,即基于大數據的人工智能,這讓機器擁有了人的思維方式,也就是控制的策略,甚至比人還精準。通過模擬人的思維進行科學準確的決策,再給裝備發送指令,從而進行精準的控制。最后一方面就是裝備集成。除了無人機、無人駕駛和擠奶機器人等農業機器人相對成熟以外,國外的蔬菜、水果分揀包裝機器人也比較成熟了。現在農業機器人任務中比較困難的是蔬菜的收獲,目前歐洲、日本農場也未能實現智能化采摘。所以,這方面目前尚有諸多挑戰。

讓機器和人一樣具有感知、驅動、導航、作業的能力是未來科研努力的方向,等這四方面真正成熟落地,就真正地實現了自主無人系統的搭建,無人農場才真正達到智慧的“無人境界”。一項新技術從產生到完全推廣需要很長時間,因此,我們應從現在開始就著手布局,從發展的角度去提問題、去研究、去攻關,不斷推進相關產業發展,這將必然會對我國的農業現代化發展產生重大促進作用,也將助力2035年我們國家基本實現社會主義現代化。

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